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Interrogating interneuron migratory streams in development and neuropathogenesis

Descrizione del progetto

Le connessioni cerebrali postnatali in condizioni di salute e di malattia

Il cervello umano continua a svilupparsi anche molto tempo dopo la nascita, con neuroni inibitori specializzati che migrano verso la loro destinazione finale ben oltre il primo anno di vita. Questa migrazione prolungata, propria solo degli esseri umani, potrebbe rappresentare un periodo critico di vulnerabilità per i disturbi dello sviluppo neurologico quali l’autismo e la schizofrenia. Tuttavia, lo studio di questo processo è stato ostacolato dall’inaccessibilità del tessuto cerebrale umano e dalla mancanza di modelli adeguati. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto NEURO-STREAM usa organoidi cerebrali derivati da cellule staminali umane per creare un modello della migrazione postnatale dei neuroni inibitori. I ricercatori ricorreranno a tecniche multiomiche e a screening funzionali per identificare le reti genetiche alla base di questo processo e studiare in che modo la loro alterazione contribuisca alle malattie dello sviluppo neurologico.

Obiettivo

The development of cortical neural networks requires the migration and integration of ventrally-born inhibitory neurons (INs). Many diverse IN subtypes are regionally and temporally specified throughout development, but late-born INs derived from the CGE have recently received increased attention due to their expansion in humans and strong associations with neurodevelopmental disorder (NDD) pathogenesis. Recent studies have found that CGE INs form distinct migratory streams late in gestation and which persist postnatally. One such stream, the EC Stream, delivers INs to the entorhinal cortex up to 1 year after birth in humans, but was not found in macaques. This has implicated late IN migratory streams as a potential human-specific vulnerability in late and postnatal development. Despite this, the inaccessibility of tissue and lack of model systems has made genetic studies difficult.
The Knoblich Lab has recently modeled the emergence of late migratory streams in long-term cultures of CGE-patterned organoids derived from human iPSCs. We find that organoid streams undergo chain migration, recapitulating the molecular and cellular phenotypes of the in vivo postnatal EC Stream.
I propose to leverage this novel system to identify the transcriptional networks and genetic dependencies that postnatal migratory streams, while interrogating their potential role in neuropathogenesis. To do this, I will conduct multiomic single-cell characterization of early and late migratory IN populations to identify gene regulatory networks (GRNs) driving late migration. I will then conduct a multiplexed loss-of-function screen to identify stream-specific dependencies. Finally, I will leverage multiregional assembloid models of IN migration to interrogate the effects EC Stream perturbation in functional cortical maturation. Together, these objectives will uncover the transcriptomic drivers of the postnatal EC Stream and its previously unknown roles in neurodevelopment and disease.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

INSTITUT FUER MOLEKULARE BIOTECHNOLOGIE GMBH
Contributo netto dell'UE
€ 230 184,72
Indirizzo
DR BOHRGASSE 3
1030 Wien
Austria
Regione
Ostösterreich Wien Wien
Tipo di attività
Private for-profit entities (excluding Higher or Secondary Education Establishments)
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato